[發明專利]一種光電熱電復合發電裝置

在審

• 申請號: 201710177544.9
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107017824A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 胡志宇;木二珍;楊鋼
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02S10/30
• 分類號: H02S10/30;H02S40/44
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司31225
• 代理人: 翁惠瑜

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，尤其是涉及一種光電熱電復合發電裝置。

背景技術

目前，隨著社會的發展進步，人們對能源的消耗需求不斷增長。長期以來，隨著傳統化石燃料的大量應用，其燃燒后的殘留物給生態環境造成極大的損害，造成極大的環境污染，從而影響到人們的正常生活和身體健康；另外，由于傳統的化石燃料屬于不可再生資源，人們不得不面臨傳統能源枯竭的殘酷現實，傳統的化石燃料已經不能滿足人類日益增長的能源需求。

太陽能以其清潔環保、取之不竭在全球范圍受到了追捧，被認為是二十一世紀的新能源之首，發展前景極為被看好。當今的硅晶太陽能電池在理論上可達到33.7％的最大轉換效率，然而入射光的其余部分則被升溫的電池耗盡。傳統的硅晶太陽能電池基本上就使得能量轉換效率受到限制，因為所吸收的能量中有許多都是高能量光源，由于過熱而浪費掉了。光伏電池可利用的太陽光譜波段有限，仍有一部分波段的光譜不能被吸收，其能量以熱量的形式損失了。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高效率的光電熱電復合發電裝置，將光熱電器件與太陽能光伏電池結合，將太陽能電池板不能吸收應用的太陽能及太陽能電池板產生的廢熱充分利用直接轉換為電能輸出。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種光電熱電復合發電裝置，包括相連接的光伏太陽能電池板和光伏太陽能輸出電路，還包括與所述光伏太陽能電池板連接的光熱電器件以及與所述光熱電器件連接的光熱電輸出電路，所述光熱電器件為亞微米薄膜結構，包括由上至下依次設置的金屬頂電極、熱電材料層、金屬底電極和下基底，所述光熱電輸出電路與金屬頂電極連接。

所述熱電材料層由多個熱電材料PN對組成。

所述多個熱電材料PN對采用串聯方式連接。

所述多個熱電材料PN對采用串聯和并聯結合的方式連接。

所述光熱電器件直接加工于光伏太陽能電池板背面。

所述光熱電器件還包括設置于金屬頂電極上的上基底。

所述光熱電器件通過鍵合方式與光伏太陽能電池板封裝。

所述金屬頂電極和金屬底電極均為Au電極。

所述光熱電器件的厚度低于1μm。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、本發明將光熱電器件與太陽能電池板鍵合或直接將光熱電器件加工在太陽能電池背面，太陽能電池板背面的光熱電器件將太陽能電池板產生的熱量及太陽能電池不能吸收轉換的太陽能熱能收集起來并將其直接轉化為電能輸出，提高太陽能的利用效率。

2、本發明采用鍵合或直接連接的方式實現光熱電器件與太陽能電池板的連接，可以使光伏器件產生的熱量在傳輸給熱電器件過程中損失最小，提高整體器件的能量轉換效率。

3、本發明采用熱電材料PN對形成熱電材料層，可方便調整PN對間的連接方式，獲得滿足設計需求的輸出，如多個PN對串聯可獲得高的疊加電壓，多個PN對的并聯則獲得較大的疊加電流等。

4、本發明光熱電器件中的電極材料采用Au，既能保證電極在長時間使用時不被氧化，提高器件使用壽命，又能因Au具有低的電阻率而降低整個器件的電阻，提高器件的輸出功率，在真空等惰性環境下可用其他金屬電極。

5、本發明的光熱電器件厚度低于1μm，為亞微米薄膜結構，成本低，且對于整個器件的重量的增加影響極小，對于衛星等航天器供電系統有很大的優勢。

附圖說明

圖1為本發明的一種結構示意圖；

圖2為本發明的另一種結構示意圖；

圖3為本發明光熱電器件的結構示意圖；

圖4為本發明多個熱電材料PN對串聯時的示意圖；

圖5為本發明多個熱電材料PN對串聯和并聯相結合時的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1